基于高光譜數(shù)據(jù)解譯的近海岸要素分析及應(yīng)用研究.pdf

1、近海岸地區(qū)是地質(zhì)調(diào)查、生態(tài)研究的熱點(diǎn)，它既是經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的地域，也是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的前沿，所以對(duì)近海岸地區(qū)信息的快速、精確、大面積地捕獲，以及及時(shí)地處理和分析對(duì)于地質(zhì)考古、生態(tài)保護(hù)，沿海城市發(fā)展和國防建設(shè)都具有重要的意義。然而，由于近海岸地區(qū)環(huán)境復(fù)雜多變，有的地區(qū)甚至人力難以到達(dá)，遙感技術(shù)為近海岸地區(qū)的信息獲取開辟了新的天地。它具有快速、可重復(fù)和大面積測(cè)量等特點(diǎn)，對(duì)地形復(fù)雜地區(qū)的探測(cè)更具優(yōu)勢(shì)，從長遠(yuǎn)角度來說遙感觀測(cè)方法也更經(jīng)濟(jì)。
　　近

2、海岸地區(qū)除覆蓋有大面積的海水，還包括沿岸的陸地及潮汐帶區(qū)域，小目標(biāo)如礁石、燈塔、艦船的尺寸僅在10m以內(nèi)，對(duì)遙感器的空間分辨率要求較高。而近海岸地區(qū)的地物種類繁多，要求不僅能夠精確地識(shí)別地物，還要分析地物的物理、化學(xué)屬性，這又對(duì)遙感器的光譜分辨率提出了更高的要求。高光譜遙感成像儀可以在近似連續(xù)的光譜波段內(nèi)以很窄的光譜間隔成像，獲得的數(shù)據(jù)既有很高的光譜分辨能力，又有較好的空間分辨能力，成為研究近海岸地區(qū)的首選數(shù)據(jù)源。
　　為了有針對(duì)

3、性的研究，近海岸地區(qū)被分為背景環(huán)境和前景目標(biāo)兩部分分別研究。背景環(huán)境又分為陸地環(huán)境和海洋環(huán)境，所以海陸分離方法首先被研究。從圖像分割的兩個(gè)基本特性出發(fā)，基于區(qū)域相似性的海陸分割方法，用歸一化水體指數(shù)恰當(dāng)?shù)靥崛∷w特征，從而大大減小算法的復(fù)雜度。另一種方法是基于邊緣不連續(xù)性的海岸線提取，利用整條高光譜向量計(jì)算空間梯度，比傳統(tǒng)灰度梯度表達(dá)邊緣信息更準(zhǔn)確、可靠。對(duì)陸地環(huán)境和海洋環(huán)境研究的主要內(nèi)容為對(duì)地物類別的分類及水深信息的反演。為獲得精細(xì)的

4、、高精度的分類結(jié)果，空譜分類方法被采用，根據(jù)圖像區(qū)域上的連續(xù)性，空間信息以在光譜分類結(jié)果的鄰域上投票的形式被引入，此方法不僅比單純光譜分類的精度有較大的提高，還比提取空間特征的算法復(fù)雜度低。水深反演算法利用帶有水深信息的光譜訓(xùn)練支持向量機(jī)，使其輸出水深信息，巧妙地將逆向的反演問題轉(zhuǎn)化成正向的學(xué)習(xí)問題，且可通過調(diào)節(jié)支持向量機(jī)參數(shù)反演不同精度的水深。針對(duì)近海岸前景目標(biāo)受干擾強(qiáng)和存在于子像元中的問題，組合光譜特征的目標(biāo)識(shí)別算法和廣義線性光譜混